科学家们开发了一种基于布里渊散射的新显微镜——一种光与材料中自然存在的热振动相互作用的现象，从中可以推导出材料的机械性能。这种方法随后被用于生物学中的非侵入性活体成像应用。
欧洲分子生物学实验室的技术开发人员在一种新方法上取得了重要进展，为生命科学家的工具箱增加了一项重要的显微镜能力。这一进展在布里渊显微镜的速度和通量上实现了1000倍的提升，并提供了一种更有效观察光敏感生物体的方法。
“我们一直在寻求加快图像采集的速度，”首席作者卡洛·贝维拉夸（Carlo Bevilacqua）说，他在《自然光子学》上发表了关于这一技术发展的论文，并且是EMBL的普雷韦德尔团队的光学工程师。“多年来，我们从每次只能看到一个像素发展到现在能够看到100个像素的一行，再到现在一整个平面，可以提供大约10,000个像素的视图。”
该技术基于1922年法国物理学家莱昂·布里渊（Léon Brillouin）首次预测的一种现象。他展示了当光照射到材料上时，它与内部自然存在的热振动相互作用，交换能量，从而稍微改变光的频率（或颜色）。测量散射光的光谱（颜色）揭示了材料的物理特征信息。
在2000年代初，使用布里渊散射进行显微镜目的的研究才开始出现，当时其他技术进步使科学家能够以高精度和足够的通量测量微小的频率变化。这使他们能够计算活生物样本的机械性能。然而，在那个时候，科学家们只能一次查看一个像素。因此，该过程相当耗时，严重限制了显微镜方法在生物学中的应用。2022年，贝维拉夸和普雷韦德尔小组的其他成员首次将视野扩展到一条线，而现在通过这一最新进展，扩展到完整的2D视野，这也有助于加速3D成像。
“正如在EMBL开发的光片显微镜标志着光显微镜的革命，因为它允许更快、高分辨率和最小光毒性的生物样本成像，而这一在机械或布里渊成像领域的进展也是如此，”组长、论文的高级作者罗伯特·普雷韦德尔（Robert Prevedel）说。“我们希望这项新技术——在最小光强度下——为生命科学家的探索开辟一扇新的‘窗口’。”
